稳定分层流数值模拟方法及圆球绕流特征研究

  目的  旨在研究分层流中潜艇加减速对尾迹特征特性的影响规律,为潜艇尾迹隐身提供理论依据。  方法  应用CFD技术,首先验证该技术模拟潜艇运动对自由面兴波的准确性,再基于自由面兴波与其辐聚辐散场、内波速度场进行分析,对实尺度潜艇进行加减速航行模拟。通过对自由面速度场求散度,深入研究潜艇加、减速对自由面及跃层的影响。  结果  研究表明：潜艇进行非定常运动时,尾流场横波、散波分布规律较匀速运动截然不同,其兴波夹角增减约10%~25%,且兴波峰值位置明显前置与后置,结合波高及速度散度场得到潜艇加、减速造成自由表面辐聚辐散效应的差异。  结论  当潜深和分层模式等相同,潜艇减速时,可降低尾流场扰动、兴波高度及其粗糙度,加速状态可显著增加潜艇近场扰动与被探测概率。     

水面下的波浪——海洋内波

  目的  旨在探究内孤立波作用下航行体水动力特性的变化规律及机理。  方法  基于强分层假设下的内孤立波mKdV理论,采用有限体积法离散不可压缩纳维−斯托克斯方程,结合速度入口造波和重叠网格方法,建立分层流中的波−体耦合数值计算模型。模拟不同内波环境下内孤立波与固定、悬浮航行体耦合作用过程,通过数值求解得到航行体的水动力载荷变化规律。  结果  结果表明：水下航行体所受作用力和力矩幅值随波幅的增加而增大;固定航行体接近于两层流体分界面时受到的影响更大,而悬浮航行体接近于内孤立波波谷纵深时,受到的影响更显著;初始俯仰角的增大会导致航行体水平力幅值剧烈增大;具有初始航速的航行体受到内孤立波主波和尾波共同作用后会发生“掉深”现象。  结论  研究结果对于水下航行体的安全操纵具有一定参考价值。     

基于ANSYS/LS-DYNA软件的水下钻孔爆破数值模拟

结合ANSYS/LS-DYNA对水下钻孔爆破进行数值模拟分析,建立水介质轴向不耦合和空气轴向不耦合单孔钻孔爆破模型,对岩石爆破破碎机理进行研究。通过数值模拟进一步验证了水介质不耦合装药结构较空气不耦合装药结构爆破的优越性,能量利用率得到较大提高,同时得到了在水介质不耦合状态下的最佳水下钻孔爆破装药结构形式。对于航道整治、港口码头建设中涉及水下炸礁工程应用具有一定的参考价值。     

大型三维地质力学模型试验系统研制及其应用研究

为研究泥灰岩隧道开挖诱发突涌水灾害机制及信息演化规律,以兰州至海口国家高速公路秦峪隧道为工程依托,研制泥灰岩隧道围岩相似材料,研发大型隧道突涌水三维地质力学模型试验系统。该系统可实现低频周期循环加卸载、数据自动化采集,可提供稳定水压加载,基于Python编程语言开发了隧道突涌水灾害预警系统,在此基础上开展泥灰岩隧道突涌水灾害演化过程模型试验。研究结果表明： 1）隧道开挖扰动会破坏围岩压力与渗透水压力之间的平衡,致使隔水围岩内产生微裂隙并扩展贯通,进而发生突涌水现象; 2）当发生突涌水现象时,隔水围岩压力、渗透水压力及位移均会发生明显的突变现象,围岩压力及渗透水压力最大释放率分别为18.6%、73.35%,最大位移量为0.18mm; 3）泥灰岩相似材料能够较好地满足试验需求,证明了隧道突涌水三维地质力学模型试验系统的稳定性及可靠性。     

大型船舶推进轴系扭振特性仿真和试验

基于多体动力学耦合理论结合有限元理论,以1艘大型船舶为研究对象,建立其推进轴系的刚柔耦合多体动力学仿真模型,对大型低转速推进轴系在工作中的扭振特性进行研究。在仿真计算的基础上,利用扭振测试系统对实船的扭振进行测量,并从多个谐次将轴系扭振的仿真计算值与试验测量值进行对比和分析。分析结果表明,通过仿真计算得到的轴系扭转振动变化趋势与实际测量值基本相符,验证了仿真模型的正确性和可行性。同时,通过Adams/Virbration模块分析了船体变形对轴系扭振的影响,证明了船体变形会导致轴系扭转振动增大。     

抽气式涡轮帆的气动力学分析研究

介绍了抽气式涡轮帆的结构和工作原理,使用Gambit软件建立了涡轮帆的模型,并采用RNG k-ε湍流模型描述了涡轮帆的动力学特性。利用Fluent软件对抽气式涡轮帆进行了数值模拟计算,并与风洞试验数据进行了对比,升阻力系数的模拟结果与试验数据变化趋势基本一致。计算了特定情况下椭圆筒不同偏转角时的升阻力系数,并模拟了不同旋转角下吸气强度以及旋转角为0°时分流板位置对涡轮帆升阻力系数的影响,为涡轮帆的优化选择提供了依据。     

归心改正理论在舰船真航向动态测量中的应用

采用计算方位和测量舷角相结合的方法进行真航向测量时,由于舰船安装条件有限,舰位测量设备DGPS和经纬仪不可能安装在同一位置。直接将DGPS测量的舰位作为经纬仪中心的位置会影响到方位角的计算结果,进而影响航向测量精度。本文采用归心改正理论根据DGPS测量的舰位推算经纬仪中心的精确位置,根据此位置计算出的岸标真方位的精度得到了提高,最终提高航向测量的精度。     

舰船建造六西格玛项目选择指标体系构建

针对现有六西格玛项目选择的评价指标体系构建方法存在逻辑性不强,指标体系内容不够完整,同时现有军工行业的指标体系对于舰船建造的六西格玛项目选择不具有很强的针对性、指导性.论文提出基于平衡计分卡的舰船建造六西格玛项目选择的指标体系构建方法,从企业追求的目标出发,同时结合舰船建造企业的特点,按照因果关系确定实现目标需要具备的关键条件,从国防效益维度、顾客维度、学习和成长维度和内部流程维度构建完整的舰船建造六西格玛项目选择的指标体系.运用平衡计分卡构建指标体系具有很好的逻辑性,同时指标体系内容更加全面,具有很好的指导性和可操作性.     

锚绞机带式制动器热-结构耦合分析

采用三维CAD软件SolidWorks建立了带式制动器组件的三维实体模型,对其进行瞬态温度场、应力场以及沉头螺钉失效机理等热-结构耦合分析,揭示了瞬态制动过程制动器和摩擦片内部温度场和应力场的分布规律,探讨了沉头螺钉的失效机理,为带式制动器的优化设计提供了依据.     

环保疏浚底泥资源化技术研究进展

随着环保疏浚项目的增多,疏浚底泥的资源化问题成为了世界关注的问题。文中引用大量的文献从能源回收、材料制备和土壤恢复利用三大领域介绍了污染底泥资源化的一些前沿及应用技术,其中包括制氢技术、制备建筑材料的技术、堆肥农用技术以及湖滨带基底修复技术。针对不同的污染底泥进行相应的资源化利用,将具有广阔的应用前景。